题主你好!
摩擦力分滑动摩擦力和静摩擦力两种,而二者计算大小的方法是不一样的,注意区分:
1.滑动摩擦力大小与接触面间弹力(即压力)和接触面粗糙程度(动摩擦因数)有关,大小等于动摩擦
摩擦力就像一个幽灵一样,它的方向大小都不是一眼望穿的,非常具有迷惑性。但是,如果掌握了方法,那么摩擦力就不再神秘,题主的问题也就迎刃而解。
1、静摩擦
所谓静摩擦,是所两个物体相对静止时,接触面的摩擦力。静摩擦力的大小,很久以前就有人做过实验了。静摩擦力与外力有关:外力大,静摩擦力也大,反之亦然。这是因为,由于物体处于静止状态,整体受力是平衡的,大小相等,方向相反。
但是,静摩擦有个非常迷惑的地方。物体的相对静止,并不是两个物体整体都是相对静止。一个非常容易理解的例子就是步行。当我们走路的时候,脚底踩在地面上,脚底与地面是相对静止的,那么两者的摩擦力就是静摩擦力。
对于上图的纯滚动,两个圆接触不打滑,很多人难以理解他们之间也是静摩擦。虽然,圆在滚动,但是接触的地方两者是相对不动的(不打滑)。
所以,静摩擦力的大小,完全是根据物体受力平衡计算出来的,根本不需要摩擦系数。但是,我们也知道,静摩擦力有个最大值,这个最大值与物体有关,即静摩擦系数有关。此时,物体是处于平衡的临界位置。一旦平衡被打破,那么摩擦力就不能按照静摩擦来计算了。
2、动摩擦
当物体平衡被打破的时候,摩擦力就是动摩擦力了。动摩擦情况相较于静摩擦要简单很多,因为其大小方向都是确定的。如下式,形式上其与最大静摩擦力表达式一样,主要是前面的系数不一样。
3、摩擦力的变化
无论是静摩擦还是动摩擦,它的方向其实是确定的:摩擦力的方向与运动的方向或者运动趋势的方向相反。大小计算则需根据情况分别计算,就像上面分析的一样。
如果是动摩擦,你们动摩擦力与正压力和动摩擦系数有关。动摩擦系数一般是不变的,那么动摩擦力的大小,就与两者的正压力有关。压力越大,动摩擦力也越大。也就是说,支撑力越小,动摩擦力也会越小。
如果是静摩擦,那么静摩擦力与静摩擦系数和正压力无关。即,支撑力的大小变化,与静摩擦力的大小变化没有直接关联。而是与物体的受力平衡有关。所以,这种情况下,静摩擦力可大可小,这与外力的大小有关。
4、总结
动摩擦情况下,摩擦力的大小与斜面支撑力正相关。而静摩擦情况下,摩擦力的大小与斜面支撑力无关。